[发明专利]一种高精度的大型结构件质心测量系统以及方法

权利要求书

1.一种高精度的大型结构件质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述的测量系统包括上位机、数据采集器、信号调理器、横梁、连杆、力传感器、立柱、结构件、底座；所述底座设置于地面上；若干根所述立柱垂直安装于底座上；所述横梁两端分别与若干根立柱的顶端固定连接；若干个所述连杆上端连接在横梁下端面；连杆下端与结构件连接；每个连杆分为上下两段，该上下两段分别连接在力传感器的上下端面；所述力传感器通过信号线与数据采集器相连；数据采集器通过信号线与信号调理器连接；所述信号调理器通过信号线与上位机连接；

应用该测量系统的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、保持结构件的z轴沿水平方向放置；

步骤二、将测量系统调平并静止稳定后，数据采集器从2个测量通道a和b处的力传感器处，采集此时的测力值F_a和F_b；设2个力传感器测量系统的系统误差分别为K_a和K_b；

步骤三、根据力矩平衡原理对整个系统取矩，建立力矩平衡公式；

步骤四、将F_a和F_b，K_a和K_b分别代入力矩平衡公式，可得质心位置公式；

步骤五、将结构件翻转180°，数据采集器从2个力传感器处采集此时的测力值F′_a和F′_b，取2个力传感器测量系统的系统误差分别为K′_a、K′_b；进而建立第二组力矩平衡公式；

步骤六、将两组力矩平衡公式分别化简，得到真实的质心位置；

步骤七、保持试件的x方向沿水平放置，重复步骤二至六，获得x方向上的质心位置；

步骤八、保持试件的y方向沿水平放置，重复步骤二至六，获得y方向上的质心位置。

2.按照权利要求1所述的一种高精度的大型结构件质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述测量系统的底座包括四根铸铁块，该四根铸铁块收尾依次垂直相连，形成沿垂直于地面方向自上而下看的“口”字形结构，所述四根铸铁彼此之间通过的勾头螺钉固定连接。

3.按照权利要求1所述的一种高精度的大型结构件质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述测量系统的每个连杆包括一组由上螺杆和下螺杆组成的全螺纹螺杆，每个连杆的上螺杆和下螺杆之间只有一个平行的转动自由度；所述每个连杆的上螺杆上端与横梁下端面之间通过螺纹和螺母限位的装置连接；所述每个连杆的下螺杆上端与结构件连接。

4.按照权利要求3所述的一种高精度的大型结构件质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述测量系统的力传感器的上端面设有螺纹接口，该螺纹接口与连杆的上螺杆下端相连；力传感器下端面也设有螺纹接口，该螺纹接口与连杆的下螺杆上端相连。

5.按照权利要求1所述的一种高精度的大型结构件质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述测量系统的立柱的高度大于等于结构件最大尺寸与连杆高度的总和。

6.按照权利要求1所述的一种高精度的大型结构件质心测量系统的测量方法，其特征在于：所述步骤二中，包括以下步骤：

(1)分别将两个力传感器的测量误差设定为K_a和K_b；

(2)分别将两个力传感器需要测量的真实值设定为G_a、G_b；

(3)分别将两个力传感器的测量值分别设定为F_a、F_b；

则，F_a＝G_a·K_a，F_b＝G_b·K_b。